到達目標
本電子工学概論では、回路シミュレータであるSPICEを使い、以下の項目を達成する。
1.電子工学を理解するために、半導体素子であるダイオードとトランジスタの動作原理を説明できる。
2.ダイオードとトランジスタの応用回路を説明できる。
3.演算増幅器による演算回路の動作を説明できる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | ダイオードとトランジスタの動作を理解でき、シミュレーションによってその特性を深く考察できる。 | ダイオードとトランジスタの動作特性が説明できる。 | ダイオードとトランジスタの動作特性が説明できない。 |
評価項目2 | ダイオードとトランジスタの応用回路を理解でき、シミュレーションによってその特性を深く考察できる。 | ダイオードとトランジスタの応用回路を説明できる。 | ダイオードとトランジスタの応用回路を説明できない。 |
評価項目3 | 演算増幅器を用いた基本増幅回路と演算回路を理解でき、シミュレーションによってその特性を深く考察できる。 | 演算増幅器を用いた基本増幅回路と演算回路が説明できる。 | 演算増幅器を用いた基本増幅回路と演算回路が説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
本科目では、電気電子を副専攻とする学生が電子工学、電子回路を理解するために、コンピュータ上で半導体素子の特性や電子回路の設計・計算と回路シミュレーションが可能なSPICEソフトを導入し、学生自らコンピュータ上で回路の設計とシミュレーションを行い、半導体素子の動作原理と特性を理解する。更に、電気回路、電子回路の知識が不十分であっても感覚的にコンピュータ上で試行錯誤しながら電子回路の設計手法を学び、電子回路の基礎を理解を目指す。
授業の進め方・方法:
コンピュータ室、またはタブレットPCを用いて毎回出される電子工学と電子回路の課題を行うことで、到達目標の達成を目指す。座学による理論的な授業はなるべく省き、グループまたは、自らの力で調べながら課題を解決する。また、その結果を文章作成ソフトでまとめ提出する。
注意点:
毎回出される課題は、原則、その日に提出してもらい評価を行う。授業資料のダウンロードサイトは授業開始時に通知する。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
電子回路シミュレータの紹介とSPICEのインストール |
電子回路シミュレータの必要性を説明できる。
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2週 |
受動素子RLC回路による回路シミュレーション |
回路図エディタ上で各素子や電源の配置と配線が作成でき、素子パラメータが入力できる。
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3週 |
回路シミュレーションによる解析 |
受動素子RLC回路によるDC、AC、過渡解析ができ、結果をまとめ報告できる。
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4週 |
ダイオードの特性 |
各種ダイオードをシミュレーションし、静特性を説明できる。
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5週 |
整流回路 |
ダイオードによる整流回路の設計とシミュレーションを行い、動作原理を説明できる。
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6週 |
トランジスタの静特性 |
各トランジスタをシミュレーションし、その静特性を説明できる。
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7週 |
中間試験 |
中間試験の代わりに、今までの課題の復習し、必要に応じて再提出を行う。
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8週 |
トランジスタによる増幅回路 |
トランジスタによるエミッタ接地増幅回路の動作原理を説明できる。
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4thQ |
9週 |
周波数特性 |
信号増幅回路の周波数特性を説明できる。
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10週 |
電力増幅回路 |
電力増幅回路の設計による動作原理を説明できる。
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11週 |
スイッチング動作 |
トランジスタのスイッチング動作によるゲート回路の動作原理を説明できる。
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12週 |
演算増幅器 |
演算増幅器(オペアンプIC)をシミュレーションで動作原理を説明できる。
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13週 |
演算増幅器の応用回路 |
演算増幅器による様々な回路の計算ができる。
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14週 |
発振回路 |
発振回路のシミュレーションによる設計と動作原理を説明できる。
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15週 |
期末試験 |
期末試験は実施しない。
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16週 |
総復習 |
これまでのまとめを行う。
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評価割合
| 試験 | 課題レポート | 相互評価 | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 0 | 100 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 100 | 0 | 0 | 100 |
専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |